一种漏电保护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种漏电保护装置，包括：零序电流互感器，其一次侧连接交流回路，用于获取所述交流回路发生漏电时电路中的零序电流；漏电电流处理单元，连接所述零序电流互感器的二次侧，用于将所述零序电流互感器输出的电流信号转换成电压信号；微处理器，其输入端口连接所述漏电电流处理单元的输出端，用于判断所述漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令；动作执行单元，其输入端连接所述微处理器的输出端，用于接收到所述漏电保护执行指令后切断所述供电回路；数字输入接口，连接所述微处理器的用户设置端，用于设置所述电压阈值。能够灵活设置剩余电流动作值，避免保护死区。
【专利说明】
一种漏电保护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及漏电保护领域，具体涉及一种漏电保护装置。
【背景技术】
[0002]随着人们对漏电保护认识的提高，漏电保护器的应用范围不断扩大，目前普遍采用剩余电流动作保护方法，当设备剩余电流达到一定剩余电流值时，漏电保护器就动作，对设备进行保护。在通常情况下，线路中固有的剩余电流一般是缓慢变化的。如果线路中固有的剩余电流在较大值上下波动，为确保设备正常工作，漏电保护器额定的剩余电流动作值就需要设置得较大。
[0003]然而，漏电保护器额定的剩余电流动作值一般是固定不可调的，需要估算线路中固有的剩余电流值，选取额定剩余电流动作值比固有剩余电流值大、且与其接近的漏电保护器。若所选取的漏电保护器的剩余电流动作值比线路中固有的剩余电流值大很多，则存在保护死区。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中漏电保护器额定的剩余电流动作值固定不可调、存在保护死区的缺陷。
[0005]为此，本实用新型实施例提供一种漏电保护装置，包括:零序电流互感器，其一次侧连接交流回路，用于获取所述交流回路发生漏电时电路中的零序电流;漏电电流处理单元，连接所述零序电流互感器的二次侧，用于将所述零序电流互感器输出的电流信号转换成电压信号;微处理器，其输入端口连接所述漏电电流处理单元的输出端，用于判断所述漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令;动作执行单元，其输入端连接所述微处理器的输出端，用于接收到所述漏电保护执行指令后切断所述供电回路;数字输入接口，连接所述微处理器的用户设置端，用于设置所述电压阈值。
[0006]优选地，所述漏电电流处理单元包括:信号转换子单元，其输入端与所述零序电流互感器的二次侧连接，用于将零序电流信号转换为电压信号;整压子单元，其输入端与所述信号转换单元的输出端连接，用于将正弦电压信号的负电压转换成正电压;放大子单元，其输入端与所述整压子单元的输出端连接，用于将所述整压子单元输出的电压信号进行放大，其输出端与所述微处理器连接。
[0007]优选地，所述信号转换子单元包括:串联在所述零序电流互感器的二次侧的电阻Rl;所述电阻Rl与二极管D1、二极管D2三者并联;所述二极管Dl的正极接所述二极管D2的负极，所述二极管Dl的负极接所述二极管D2的正极;所述电阻Rl两端还并联有电阻R2和电容Cl，所述电阻R2和所述电容Cl串联。
[0008]优选地，所述整压子单元包括:反相放大器OPl，其负向输入端连接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R2和所述电容Cl之间；其正向输入端接地;其输出端接二极管D3的正极，所述二极管D3的负极连接电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端与所述反相放大器OPl的负向输入端连接;所述电阻R3和所述电阻R4阻值相同。
[0009]优选地，所述放大子单元包括:运算放大器0P2，其正向输入端连接所述二极管D3的负极，其负向输入端通过电阻R5接地，其输出端连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接所述运算放大器0P2的负向输入端；电容C2与所述电阻R6并联。
[0010]优选地，所述漏电电流处理单元还包括:电阻R7，其一端连接所述运算放大器0P2的输出端，另一端连接所述微处理器;在所述电阻R7和所述微处理器之间还连接有电容C3，所述电容C3的另一端接地。
[0011]优选地，所述装置还包括:三相电流互感器和三相电流信号处理单元，所述三相电流互感器一次侧连接所述交流回路，二次侧连接所述三相电流信号处理单元，所述三相电流信号处理单元的输出端连接所述嵌入式微处理器;和/或，三相电压互感器和三相电压信号处理单元，所述三相电压互感器一次侧连接所述交流回路，二次侧连接所述三相电压信号处理单元，所述三相电压信号处理单元的输出端连接所述嵌入式微处理器。
[0012]优选地，所述装置还包括显示屏，用于显示所述交流回路的剩余电流。
[0013]优选地，所述装置还包括网络通信单元，连接所述嵌入式微处理器，用于将所述交流回路的剩余电流传输到上位机或远程监控终端。
[0014]本实用新型实施例技术方案，具有如下优点:
[0015]1.本实用新型实施例提供的漏电保护装置，通过零序电流互感器获取交流回路发生漏电时电路中的零序电流，通过漏电电流处理单元将零序电流互感器的电流信号转换成电压信号，通过微处理器判断漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令，通过动作执行单元接收到漏电保护执行指令后切断供电回路，通过连接微处理器的数字输入接口设置电压阈值，能够灵活设置剩余电流动作值，避免保护死区。
[0016]2.本实用新型实施例提供的漏电保护装置，其漏电电流处理单元的信号转换子单元包括串联在零序电流互感器的二次侧的电阻Rl，该电阻Rl与二极管D1、二极管D2三者并联，二极管Dl的正极接二极管D2的负极，二极管Dl的负极接二极管D2的正极，当电阻Rl两端电压高于二极管Dl和D2的导通电压时，Dl或D2被导通，电流不再流经电阻R2及其后续电路。通过二极管Dl和D2进行电压钳位，以确保经放大处理后输入微处理器的电压不会过高而对微处理器造成损坏。
[0017]3.本实用新型实施例提供的漏电保护装置，还包括网络通信单元，连接嵌入式微处理器，用于将交流回路的剩余电流传输到上位机或远程监控终端，实现远程调整该漏电保护装置的电压阈值、信息查询，以及下载故障参数。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实用新型实施例1中漏电保护装置的原理框图；
[0020]图2为本实用新型实施例1中漏电保护装置的漏电电流处理单元的电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0023]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0024]此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0025]实施例1
[0026]本实施例提供一种漏电保护装置，适用于配电变压器低压侧三相四线中性点直接接地的低压电网系统，如图1所示，包括零序电流互感器1、漏电电流处理单元2、微处理器3、动作执行单元4和数字输入接口 5。
[0027]零序电流互感器I，其一次侧连接交流回路，用于获取交流回路发生漏电时电路中的零序电流。
[0028]漏电电流处理单元2，连接零序电流互感器的二次侧，用于将零序电流互感器输出的电流信号转换成电压信号。
[0029]微处理器3，其输入端口连接漏电电流处理单元的输出端，用于判断漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令。连接微处理器的输出端，用于接收漏电保护执行指令后切断供电回路。
[0030]动作执行单元4，其输入端连接微处理器的输出端，用于接收到漏电保护执行指令后切断供电回路。该动作执行单元可以是继电器或断路器。
[0031]数字输入接口5，连接微处理器的用户设置端，用于设置电压阈值。
[0032]上述漏电保护装置，通过零序电流互感器获取交流回路发生漏电时电路中的零序电流，通过漏电电流处理单元将零序电流互感器的电流信号转换成电压信号，通过微处理器判断漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令，通过动作执行单元接收到漏电保护执行指令后切断供电回路，通过连接微处理器的数字输入接口设置电压阈值，能够灵活设置剩余电流动作值，避免保护死区。
[0033]作为本实施例的一种优选实施方式，如图2所示，漏电电流处理单元包括信号转换子单元21、整压子单元22和放大子单元23。
[0034]信号转换子单元21，其输入端与零序电流互感器的二次侧连接，用于将零序电流信号转换为电压信号。
[0035]优选地，信号转换子单元21包括:串联在零序电流互感器的二次侧的电阻Rl，将零序电流信号转换为电阻Rl两端的电压信号，以便于信号的处理。电阻Rl与二极管D1、二极管D2三者并联;二极管Dl的正极接二极管D2的负极，二极管Dl的负极接二极管D2的正极。当电阻Rl两端电压高于二极管Dl和D2的导通电压时，Dl或D2被导通，电流不再流经电阻R2及其后续电路。通过二极管Dl和D2进行电压钳位，以确保经放大处理后输入微处理器的电压不会过高而对微处理器造成损坏。电阻Rl两端还并联有电阻R2和电容Cl，电阻R2和电容Cl串联，通过电容Cl进行电容补偿，可以增加励磁电流，使零序电流较小的情况下信号转换子单元的输出电压不至于太小以至于后续处理过程中会被忽略。
[0036]整压子单元22，其输入端与信号转换单元的输出端连接，用于将正弦电压信号的负电压转换成正电压。
[0037]优选地，整压子单元包括反相放大器OPl，其负向输入端连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R2和电容Cl之间；其正向输入端接地。反相放大器OPl的输出端接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端与反相放大器OPI的负向输入端连接。反相放大器OPl和电阻R3及R4构成反相放大电路，反相放大器OPl的输出电压与输入电压关系为:Vout= (_R4/R3)*Vi，电阻R3和电阻R4阻值相同，则Vout = -Vi，即通过整压子单元将正弦电压信号中的负电压转换成正电压。当信号转换子单元输出的电压信号为正时，由于反相放大器OPl的输出端为负，二极管D3不能导通，因此电流直接经电阻R3和R4流向放大子单元；当信号转换子单元输出的电压信号为负时，经反相放大器OPl转换为正电压，从而可使二极管D3导通，该负的电压信号经过整压子单元后便转换为正的电压信号输入到放大子单元。
[0038]放大子单元23，其输入端与整压子单元的输出端连接，用于将整压子单元输出的电压信号进行放大，其输出端与微处理器连接。
[0039]优选地，放大子单元包括运算放大器0P2，其正向输入端连接二极管D3的负极，其负向输入端通过电阻R5接地，其输出端连接电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接运算放大器0P2的负向输入端；电容C2与电阻R6并联。该放大子单元的输出电压和输入电压关系为:Vout = (R5+R6)/R5*V1
[0040]优选地，漏电电流处理单元还包括:电阻R7，其一端连接运算放大器0P2的输出端，另一端连接微处理器;在电阻R7和微处理器之间还连接有电容C3，电容C3的另一端接地。
[0041]作为本实施例的一种优选实施方式，该漏电保护装置还包括三相电流互感器和三相电流信号处理单元，三相电流互感器一次侧连接交流回路，二次侧连接三相电流信号处理单元，三相电流信号处理单元的输出端连接嵌入式微处理器;和/或，三相电压互感器和三相电压信号处理单元，三相电压互感器一次侧连接交流回路，二次侧连接三相电压信号处理单元，三相电压信号处理单元的输出端连接嵌入式微处理器。以实现电源侧缺相保护，防止三相电机运行、电机烧坏的现象，集过电流保护、短路保护、相电压保护、剩余电流保护于一体。
[0042]作为本实施例的一种优选实施方式，该漏电保护装置还包括显示屏，用于显示交流回路的剩余电流。
[0043]作为本实施例的一种优选实施方式，该漏电保护装置还包括网络通信单元，连接嵌入式微处理器，用于将交流回路的剩余电流传输到上位机或远程监控终端，实现远程调整该漏电保护装置的电压阈值、信息查询，以及下载故障参数。该网络通信单元包括以太网通信模块、GSM/GPRS通信模块和RS-485通信口。
[0044]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种漏电保护装置，其特征在于，包括: 零序电流互感器，其一次侧连接交流回路，用于获取所述交流回路发生漏电时电路中的零序电流； 漏电电流处理单元，连接所述零序电流互感器的二次侧，用于将所述零序电流互感器输出的电流信号转换成电压信号； 嵌入式微处理器，其输入端口连接所述漏电电流处理单元的输出端，用于判断所述漏电电流处理单元输出的电压信号是否大于电压阈值，若大于则发送漏电保护执行指令； 动作执行单元，其输入端连接所述微处理器的输出端，用于接收到所述漏电保护执行指令后切断所述交流回路； 数字输入接口，连接所述微处理器的用户设置端，用于设置所述电压阈值。2.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电电流处理单元包括: 信号转换子单元，其输入端与所述零序电流互感器的二次侧连接，用于将零序电流信号转换为电压信号； 整压子单元，其输入端与所述信号转换单元的输出端连接，用于将正弦电压信号的负电压转换成正电压； 放大子单元，其输入端与所述整压子单元的输出端连接，用于将所述整压子单元输出的电压信号进行放大，其输出端与所述微处理器连接。3.根据权利要求2所述的漏电保护装置，其特征在于，所述信号转换子单元包括:串联在所述零序电流互感器的二次侧的电阻Rl;所述电阻Rl与二极管D1、二极管D2三者并联;所述二极管Dl的正极接所述二极管D2的负极，所述二极管Dl的负极接所述二极管D2的正极；所述电阻Rl两端还并联有电阻R2和电容Cl，所述电阻R2和所述电容Cl串联。4.根据权利要求3所述的漏电保护装置，其特征在于，所述整压子单元包括: 反相放大器OPl，其负向输入端连接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R2和所述电容Cl之间；其正向输入端接地;其输出端接二极管D3的正极，所述二极管D3的负极连接电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端与所述反相放大器OPl的负向输入端连接;所述电阻R3和所述电阻R4阻值相同。5.根据权利要求4所述的漏电保护装置，其特征在于，所述放大子单元包括: 运算放大器0P2，其正向输入端连接所述二极管D3的负极，其负向输入端通过电阻R5接地，其输出端连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接所述运算放大器0P2的负向输入端；电容C2与所述电阻R6并联。6.根据权利要求5所述的漏电保护装置，其特征在于，所述漏电电流处理单元还包括:电阻R7，其一端连接所述运算放大器0P2的输出端，另一端连接所述微处理器;在所述电阻R7和所述微处理器之间还连接有电容C3，所述电容C3的另一端接地。7.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述装置还包括: 三相电流互感器和三相电流信号处理单元，所述三相电流互感器一次侧连接所述交流回路，二次侧连接所述三相电流信号处理单元，所述三相电流信号处理单元的输出端连接所述嵌入式微处理器； 和/或， 三相电压互感器和三相电压信号处理单元，所述三相电压互感器一次侧连接所述交流回路，二次侧连接所述三相电压信号处理单元，所述三相电压信号处理单元的输出端连接所述嵌入式微处理器。8.根据权利要求1所述的漏电保护装置，其特征在于，所述装置还包括显示屏，用于显示所述交流回路的剩余电流。9.根据权利要求1至8任一所述的漏电保护装置，其特征在于，所述装置还包括网络通信单元，连接所述嵌入式微处理器，用于将所述交流回路的剩余电流传输到上位机或远程监控终端。
【文档编号】H02H3/32GK205670677SQ201620386472
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】卢岳友, 朱建佑, 吴炳伟
【申请人】乾龙科技有限公司